軸のズーム効果：Matplotlib のズーム機能をマスターする

はじめに

このチュートリアルでは、matplotlib を使ってズーム効果を作成する方法を説明します。ズーム効果を使うことで、2 つの異なる軸を接続してズームインすることができます。

VM のヒント

VM の起動が完了したら、左上隅をクリックしてノートブックタブに切り替え、Jupyter Notebook を使って練習しましょう。

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学習中に問題がある場合は、Labby にお問い合わせください。セッション後にフィードバックを提供してください。すぐに問題を解決いたします。

必要なライブラリのインポート

このステップでは、このチュートリアルに必要なライブラリをインポートします。matplotlib と、mpl_toolkits.axes_grid1 からの関連ライブラリをインポートします。

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.transforms import (Bbox, TransformedBbox,
                                   blended_transform_factory)
from mpl_toolkits.axes_grid1.inset_locator import (BboxConnector,
                                                   BboxConnectorPatch,
                                                   BboxPatch)

軸間の接続を定義する

このステップでは、2 つの軸間の接続を定義します。この関数は 2 つの軸を入力として受け取り、x 軸の最小値と最大値も受け取ります。そして、境界ボックスを作成して 2 つの軸を接続します。

def zoom_effect01(ax1, ax2, xmin, xmax, **kwargs):
    bbox = Bbox.from_extents(xmin, 0, xmax, 1)

    mybbox1 = TransformedBbox(bbox, ax1.get_xaxis_transform())
    mybbox2 = TransformedBbox(bbox, ax2.get_xaxis_transform())

    prop_patches = {**kwargs, "ec": "none", "alpha": 0.2}

    c1, c2, bbox_patch1, bbox_patch2, p = connect_bbox(
        mybbox1, mybbox2,
        loc1a=3, loc2a=2, loc1b=4, loc2b=1,
        prop_lines=kwargs, prop_patches=prop_patches)

    ax1.add_patch(bbox_patch1)
    ax2.add_patch(bbox_patch2)
    ax2.add_patch(c1)
    ax2.add_patch(c2)
    ax2.add_patch(p)

    return c1, c2, bbox_patch1, bbox_patch2, p

2 つ目のズーム軸を作成する

このステップでは、2 つ目のズーム軸を作成します。この関数は 2 つの軸を入力として受け取ります。そして、2 つ目の軸用の境界ボックスを作成し、それを 1 つ目の軸に接続します。

def zoom_effect02(ax1, ax2, **kwargs):
    tt = ax1.transScale + (ax1.transLimits + ax2.transAxes)
    trans = blended_transform_factory(ax2.transData, tt)

    mybbox1 = ax1.bbox
    mybbox2 = TransformedBbox(ax1.viewLim, trans)

    prop_patches = {**kwargs, "ec": "none", "alpha": 0.2}

    c1, c2, bbox_patch1, bbox_patch2, p = connect_bbox(
        mybbox1, mybbox2,
        loc1a=3, loc2a=2, loc1b=4, loc2b=1,
        prop_lines=kwargs, prop_patches=prop_patches)

    ax1.add_patch(bbox_patch1)
    ax2.add_patch(bbox_patch2)
    ax2.add_patch(c1)
    ax2.add_patch(c2)
    ax2.add_patch(p)

    return c1, c2, bbox_patch1, bbox_patch2, p

軸を接続する

このステップでは、軸を接続してズーム効果を作成します。4 つの軸を持つ図を作成し、zoom_effect01 と zoom_effect02 関数を使ってそれらを接続します。

axs = plt.figure().subplot_mosaic([
    ["zoom1", "zoom2"],
    ["main", "main"],
])

axs["main"].set(xlim=(0, 5))
zoom_effect01(axs["zoom1"], axs["main"], 0.2, 0.8)
axs["zoom2"].set(xlim=(2, 3))
zoom_effect02(axs["zoom2"], axs["main"])

plt.show()

まとめ

このチュートリアルでは、matplotlib を使ってズーム効果を作成する方法を学びました。まず、軸を接続する関数を定義し、次に 2 つ目のズーム軸を作成する関数を作成しました。最後に、軸を接続してズーム効果を作成しました。